Question

【題目】如圖所示，M、N為紙面內(nèi)兩平行光滑導(dǎo)軌，間距為L。輕質(zhì)金屬桿ab可在導(dǎo)軌上左右無摩擦滑動(dòng)，桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌右端與定值電阻連接。P、Q為平行板器件，兩板間距為d，上、下兩板分別與定值電阻兩端相接。兩板正中左端邊緣有一粒子源中始終都有速度為v0的帶正電粒子沿平行于極板的方向進(jìn)入兩板之間。整個(gè)裝置處于垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中。已知輕桿和定值電阻的阻值分別為r和R，其余電阻不計(jì)，帶電粒子的重力不計(jì)，為使粒子沿原入射方向從板間右端射出，則輕桿應(yīng)沿什么方向運(yùn)動(dòng)？速度多大？

Answer 1

【答案】向右運(yùn)動(dòng)，

【解析】

粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，電場力

粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力

因?yàn)榱Ｗ友卦�入射方向從板間右端射出，所以粒子所受的電場力和洛倫茲力相互平衡，即

輕質(zhì)金屬桿ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢

R中電流

PQ間電壓

聯(lián)立解得

由右手定則得輕桿應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)